CN216958111U - 冷却液净化装置及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却液净化装置及燃料电池系统，冷却液净化装置包括主体、设置于主体内的第一流道和第二流道、设置于第一流道上的颗粒过滤构件和设置于第二流道上的离子吸附构件，主体上设有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，第一入口用于供冷却液进入主体，第一入口分别与第一流道和第二流道相连通，第一出口与第一流道相连通，第一出口用于连通燃料电池电堆；第二入口用于供流出燃料电池电堆的冷却液进入主体，第二入口与第二流道相连通，第二出口与第二流道相连通，冷却液流经第二流道和离子吸附构件后由第二出口流出主体。本实用新型不影响进入电堆的冷却液的流速。

Description

冷却液净化装置及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，更具体的，涉及一种冷却液净化装置及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池作为一种高效、零污染车用电源，是新能源汽车动力的理想选择。

燃料电池电堆运行过程中会产生大量的热，因此，电堆需要通过冷却液进行冷却。进入电堆的冷却液需无颗粒污染物，冷却液在电堆中流动，电堆产生的带电离子易进入冷却液，冷却液中的离子含量越高，冷却液的导电能力越强，电堆越易漏电，易引发安全事故和减少燃料电池效率。

现有技术中，燃料电池电堆冷却液净化装置通常包括依次相连接的颗粒过滤构件和离子吸附构件，经过滤和离子吸附后的冷却液进入电堆，然而，离子吸附构件对冷却液的流阻较大，导致进入电堆的冷却液的流速被降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种冷却液净化装置及燃料电池系统，不仅具有去除颗粒污染物以及吸附带电离子的作用，而且使离子吸附构件不影响进入电堆的冷却液的流速。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种冷却液净化装置，包括主体、设置于所述主体内的第一流道和第二流道、设置于所述第一流道上的颗粒过滤构件和设置于所述第二流道上的离子吸附构件，所述主体上设有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口用于供冷却液进入所述主体，所述第一入口分别与所述第一流道和所述第二流道相连通，所述第一出口与所述第一流道相连通，所述第一出口用于连通燃料电池电堆，由所述第一入口进入所述主体的冷却液流经所述第一流道和所述颗粒过滤构件后由所述第一出口进入所述燃料电池电堆；

所述第二入口用于供流出所述燃料电池电堆的冷却液进入所述主体，所述第二入口与所述第二流道相连通，所述第二出口与所述第二流道相连通，从所述第二入口进入所述主体的冷却液流经所述第二流道和所述离子吸附构件后由所述第二出口流出所述主体；由所述第一入口进入所述主体的冷却液流经所述第二流道和所述离子吸附构件后由所述第二出口流出所述主体。

本实用新型还提供了一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆、散热器和如上所述的冷却液净化装置，由所述第二出口流出的冷却液经所述散热器降温后由所述第一入口再次进入所述主体。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过将颗粒过滤构件设置于燃料电池电堆前面，以及将离子吸附构件设置于燃料电池电堆后面，避免离子吸附构件降低进入燃料电池电堆的冷却液的流速；通过在主体内设置第一流道和第二流道，使颗粒过滤构件和离子吸附构件均集成于冷却液净化装置，提高冷却液净化装置的集成度，简化燃料电池电堆封装箱外部复杂的冷却液管路设计，以及提高燃料电池电堆功率质量比。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本实用新型一具体实施例的燃料电池系统的结构示意图。

图2是本实用新型一具体实施例的冷却液净化装置的结构示意图。

图3是图2所示结构的爆炸结构示意图。

图4是图2所示结构另一角度下的结构示意图。

图5是图2所示结构露出第一流道的结构示意图。

图6是图2所示结构露出第二流道的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1～图4，本实用新型公开了一种冷却液净化装置，包括主体10、设置于主体10内的第一流道C1和第二流道C2、设置于第一流道C1上的颗粒过滤构件20和设置于第二流道C2上的离子吸附构件30，主体10上设有第一入口11、第二入口12、第一出口13和第二出口14，第一入口11用于供冷却液进入主体10，第一入口11分别与第一流道C1和第二流道C2相连通，第一出口13与第一流道C1相连通，第一出口13用于连通燃料电池电堆，由第一入口11进入主体10的冷却液流经第一流道C1和颗粒过滤构件20后由第一出口13进入燃料电池电堆；第二入口12用于供流出燃料电池电堆的冷却液进入主体10，第二入口12与第二流道C2相连通，第二出口14与第二流道C2相连通，从第二入口12进入主体10的冷却液流经第二流道C2和离子吸附构件30后由第二出口14流出主体10；由第一入口11进入主体10的冷却液流经第二流道C2和离子吸附构件30后由第二出口14流出主体10。通过将颗粒过滤构件20设置于燃料电池电堆前面，以及将离子吸附构件30设置于燃料电池电堆后面，避免离子吸附构件30降低进入燃料电池电堆的冷却液的流速；通过在主体10内设置第一流道C1和第二流道C2，使颗粒过滤构件20和离子吸附构件30均集成于冷却液净化装置，提高冷却液净化装置的集成度，简化燃料电池电堆封装箱外部复杂的冷却液管路设计，以及提高燃料电池电堆功率质量比。

进一步的，参考图1，在一具体实施例中，冷却液净化装置还包括第一电磁阀40和第二电磁阀50，第一电磁阀40设置于第一流道C1上，且第一电磁阀40设置于颗粒过滤构件20与第一出口13之间，第二电磁阀50设置于第二流道C2上，第二电磁阀50设置于第二入口12与第二出口14之间，第二电磁阀50分别与第二出口14、第二入口12和离子吸附构件30相连通，通过设置第一电磁阀40，可以监测和调节流出第一出口13(即进入燃料电池电堆)的冷却液的流速，通过设置第二电磁阀50，可以监测和调节由第二入口12进入主体10的冷却液的流速，以及监测和调节由第二出口14流出的冷却液的流速。参考图4，第一电磁阀40安装于接近第一出口13的位置，第二电磁阀50安装于接近第二入口12的位置。

继续参考图1～图3，进一步的，在一具体实施例中，冷却液净化装置还包括电刷组件60，电刷组件60用于清洗颗粒过滤构件20，主体10还包括第三出口15，第三出口15与第一电磁阀40相连通，当启动电刷组件60清洗颗粒过滤构件20时，第一电磁阀40关闭第一出口13，并同时打开第三出口15，清洗颗粒过滤构件20后的冷却水中含有较多颗粒污染物，由第三出口15排出主体10。由第三出口15排出主体10的废液可以由废液回收装置回收处理，也可以直接排出汽车体外。

具体的，电刷组件60可以包括刷头61和驱动刷头61的驱动器62，驱动器62可以为电驱动、气缸驱动或液缸驱动等。

在本具体实施例中，颗粒过滤构件20为颗粒过滤网，横向安装于第一流道C1内，驱动器62驱动刷头61做直线往复运动，以清除颗粒过滤构件20表面沉积的颗粒污染物。刷头61可以设置于冷却液进入颗粒过滤构件20的一侧，也可以设置于冷却液经过颗粒过滤构件20的一侧。

在一较佳实施例中，为了增加冷却液净化装置的集成度，主体10内设有用于容纳电刷组件60的容纳腔，电刷组件60容纳于容纳腔内，主体10还包括盖设容纳腔的腔盖16，便于安装和拆卸电刷组件60。

继续参考图1～图3，主体10还包括第四出口17，第四出口17与第二电磁阀50相连通，由第四出口17流出的冷却液经加热器升温后由第一入口11再次进入主体10。

由于离子吸附构件30需经常更换，为了便于操作，主体10还包括盖设离子吸附构件30的盖板18，打开盖板18后露出离子吸附构件30。离子吸附构件30具体为离子吸附材料，离子吸附材料填充于第二流道C2上。

参考图5，图5示出了第一流道C1，第一电磁阀40设置于第一流道C1靠近第一出口13的位置，具体的，第一电磁阀40为三通阀，分别连通第一流道C1、第一出口13和第三出口15。参考图6，图6示出了第二流道C2，第二电磁阀50设置于第二流动靠近第二入口12的位置，具体的，第二电磁阀50为四通阀，分别连通第二流道C2、第二入口12、第二出口14和第四出口17，离子吸附材料填充于第二电磁阀50和第一入口11之间的管路上。

冷却液净化装置还包括控制器70，控制器70分别与第一电磁阀40、第二电磁阀50和电刷组件60电连接，控制器70用于控制第一电磁阀40分别至第一入口11、第一出口13以及第三出口15各通道的开启、关闭以及流速等，用于控制第二电磁阀50分别至第二入口12、第二出口14以及第四出口17的开启、关闭以及流速等，以及用于控制电刷组件60的工作状态。在本具体实施例中，控制器70安装于主体10外。

参考图1，本实用新型还公开了一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆、散热器和冷却液净化装置，冷却液净化装置包括主体10、设置于主体10内的第一流道C1和第二流道C2、设置于第一流道C1上的颗粒过滤构件20和设置于第二流道C2上的离子吸附构件30，主体10上设有第一入口11、第二入口12、第一出口13和第二出口14，第一入口11用于供冷却液进入主体10，第一入口11分别与第一流道C1和第二流道C2相连通，第一出口13与第一流道C1相连通，第一出口13用于连通燃料电池电堆，由第一入口11进入主体10的冷却液流经第一流道C1和颗粒过滤构件20后由第一出口13进入燃料电池电堆；第二入口12用于供流出燃料电池电堆的冷却液进入主体10，第二入口12与第二流道C2相连通，第二出口14与第二流道C2相连通，从第二入口12进入主体10的冷却液流经第二流道C2和离子吸附构件30后由第二出口14流出主体10；由第一入口11进入主体10的冷却液流经第二流道C2和离子吸附构件30后由第二出口14流出主体10，由第二出口14流出的冷却液经散热器降温后由第一入口11再次进入主体10。

在另一具体实施例中，燃料电池系统还包括加热器，主体10还包括第四出口17，第四出口17与第二电磁阀50相连通，由第四出口17流出的冷却液经加热器升温后由第一入口11再次进入主体10。

在上述各具体实施例中，散热器或加热器与冷却液净化装置之间的管路上还设置有水泵。

正常工作时，控制器70控制第一电磁阀40打开第一出口13且关闭第三出口15，控制第二电磁阀50打开第二入口12和第二出口14，冷却液由第一入口11进入主体10，一部分冷却液进入第一流道C1，经颗粒过滤构件20后由第一出口13排出主体10并进入燃料电池电堆进行循环，循环后，由燃料电池电堆排出的冷却液中的导电离子增加，由第二入口12再次进入主体10流经第二电磁阀50以及在第二流道C2内被离子吸附构件30吸附离子净化后由第二出口14排出主体10，离子吸附后的冷却液经散热器降温后再进入第一入口11，继续下一循环。

当外界环境温度较低时，第二电磁阀50可以关闭第二出口14，同时打开第四出口17，冷却液经加热器加热满足工作温度要求后，再参与冷却液的循环。当冷却液的温度满足要求后，第二电磁阀50可以关闭第四出口17，同时打开第二出口14，进入正常工作状态。需要加热冷却液时，控制器70可以仅控制第二电磁阀50打开第四出口17和第二流道C2，其它均关闭，冷却液可以仅在第二流道C2和加热器之间循环，直至冷却液的温度满足工作需求。

当需要清除冷却液中的导电离子时，控制器70也可以仅控制第二电磁阀50打开第二流道C2和第二出口14，其它均关闭，冷却液可以仅在第二流道C2和散热器之间循环，净化冷却液中的导电离子。

当需要清洗颗粒过滤构件20时，控制器70仅控制第一电磁阀40打开第一流道C1和第三出口15，其它均关闭，用冷却液清洗颗粒过滤构件20。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种冷却液净化装置，其特征在于，包括主体、设置于所述主体内的第一流道和第二流道、设置于所述第一流道上的颗粒过滤构件和设置于所述第二流道上的离子吸附构件，所述主体上设有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口用于供冷却液进入所述主体，所述第一入口分别与所述第一流道和所述第二流道相连通，所述第一出口与所述第一流道相连通，所述第一出口用于连通燃料电池电堆，由所述第一入口进入所述主体的冷却液流经所述第一流道和所述颗粒过滤构件后由所述第一出口进入所述燃料电池电堆；

所述第二入口用于供流出所述燃料电池电堆的冷却液进入所述主体，所述第二入口与所述第二流道相连通，所述第二出口与所述第二流道相连通，从所述第二入口进入所述主体的冷却液流经所述第二流道和所述离子吸附构件后由所述第二出口流出所述主体；由所述第一入口进入所述主体的冷却液流经所述第二流道和所述离子吸附构件后由所述第二出口流出所述主体。

2.根据权利要求1所述的冷却液净化装置，其特征在于，还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀设置于所述第一流道上，且所述第一电磁阀设置于所述颗粒过滤构件与所述第一出口之间，所述第二电磁阀设置于所述第二流道上，所述第二电磁阀设置于所述第二入口与所述第二出口之间，所述第二电磁阀分别与所述第二出口、所述第二入口和所述离子吸附构件相连通。

3.根据权利要求2所述的冷却液净化装置，其特征在于，还包括电刷组件，所述电刷组件用于清洗所述颗粒过滤构件，所述主体还包括第三出口，所述第三出口与所述第一电磁阀相连通，当启动所述电刷组件清洗所述颗粒过滤构件时，所述第一电磁阀关闭所述第一出口，并同时打开所述第三出口，清洗所述颗粒过滤构件后的冷却水由所述第三出口排出所述主体。

4.根据权利要求3所述的冷却液净化装置，其特征在于，所述电刷组件包括刷头和驱动所述刷头的驱动器。

5.根据权利要求3所述的冷却液净化装置，其特征在于，所述主体内设有用于容纳所述电刷组件的容纳腔，所述电刷组件容纳于所述容纳腔内，所述主体还包括盖设所述容纳腔的腔盖。

6.根据权利要求3～5中任意一项所述的冷却液净化装置，其特征在于，所述主体还包括第四出口，所述第四出口与所述第二电磁阀相连通，由所述第四出口流出的冷却液经加热器升温后由所述第一入口再次进入所述主体。

7.根据权利要求6所述的冷却液净化装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述电刷组件电连接。

8.根据权利要求1所述的冷却液净化装置，其特征在于，所述主体还包括盖设所述离子吸附构件的盖板。

9.根据权利要求1所述的冷却液净化装置，其特征在于，所述颗粒过滤构件为颗粒过滤网，所述颗粒过滤网安装于所述第一流道上；所述离子吸附构件为离子吸附材料，所述离子吸附材料填充于所述第二流道上。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括燃料电池电堆、散热器和如权利要求1～9中任意一项所述的冷却液净化装置，由所述第二出口流出的冷却液经所述散热器降温后由所述第一入口再次进入所述主体。

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